Астрономы впервые построили трёхмерную карту экзопланеты, которая невидна в телескопы

[душман]

Исследователи из США впервые в истории создали трёхмерную карту экзопланеты за пределами Солнечной системы. Новая методика позволяет получать представление о планетах, которые невозможно обнаружить прямым наблюдением. Это открывает новую страницу в астрономии, давая возможность создать новый класс объёмных планетарных объектов для изучения иных миров с неожиданной стороны.

В своей работе астрономы использовали космическую инфракрасную обсерваторию им. Джеймса Уэбба. С помощью этого инструмента новым методом была составлена карта атмосферных температур экзопланеты WASP-18b, расположенной примерно в 400 световых годах от Земли. Эта планета превышает массу Юпитера примерно в 10 раз и совершает один оборот вокруг своей звезды за 23 часа.

Близкое расположение к звезде означает, что этот инопланетный газовый гигант находится в приливном захвате — всегда обращён к звезде одной стороной, как Луна всегда обращена к Земле и никогда не показывает ей свою «тёмную» сторону. Такое сочетание обстоятельств ведёт к тому, что температура атмосферы на видимой стороне WASP-18b достигает 2760 °C. Для изучения «Уэббом» — это идеальный кандидат.

Метод, использованный для создания объёмной карты распределения температур в атмосфере WASP-18b, называется трёхмерным картированием затмения (3D eclipse mapping) или спектроскопическим картированием затмения (spectroscopic eclipse mapping). Он основан на наблюдении за едва заметными изменениями в длинах волн света, когда планета проходит за своей звездой (вторичное затмение). 

Анализируя эти изменения, учёные реконструируют температуру не только по широте и долготе, но и по высоте в атмосфере, в чём также помогает наличие в ней водяного пара. Такой подход позволяет создавать «изображение» экзопланеты, которые невозможно наблюдать напрямую из-за яркости их звёзд. В случае WASP-18b учёные обнаружили по центру экзопланеты горячую точку и кольцо более холодного воздуха вокруг. 

Уровень водяного пара в центре кольца оказался ниже, что объясняется распадом молекул воды под действием столь экстремального нагрева и полностью согласуется с теоретическими предсказаниями. Также обнаруженное распределение температур в атмосфере WASP-18b указало на то, что ветра на ней слабо участвуют в перераспределении горячих слоёв атмосферы.